重組蛋白兩大細胞系起底，CHO與HEK293哪家強？
HEK293 細胞系 ” HEK293 細胞系建立于 1973 年，是用剪切的5型腺病毒 DNA 轉化人胚胎腎細胞的結果。HEK293 之所以這樣命名，是因為它在實驗成功之前進行了 293 次嘗試。從那時起，這種強大且快速增長的細胞系及其衍生物已被廣泛用于受體信號傳導、癌癥研究、病毒疫苗的開發和大規模蛋白質生產。 圖 1：人胚胎腎細胞 293（HEK293） 優 勢： ▲ 快速生長和適應性：HEK293 細胞可以適應各種培養條件，易于維護，使其成為***種靈活的選擇。 ▲ 結果的可重復性：HEK293 細胞提供***致、可靠和可重復的結果。 ▲ 轉染適應性：HEK293 細胞非常適合轉染，可以使用各種物理和化學方法有效轉染。 ▲ PTMs：HEK293 細胞能夠產生復雜的 PTM，包括糖基化。與 CHO 細胞相比，這種能力使 HEK293 細胞特別適合生產難以表達的蛋白質。 缺 點： ▲ 易受病毒污染：與所有人類細胞系***樣，HEK293 細胞攜帶人類特異性病毒的潛在風險，這可能會損害***終產品的安全性和有效性。 ▲ 聚集傾向：HEK293 細胞在懸浮培養中傾向于聚集，特別是在較高的細胞密度下，這可能會限制大規模生產。 CHO 細胞系 ” 該細胞系于 20 世紀 50 年代末***次從中***倉鼠的卵巢中分離出來。科學***們很快意識到這些細胞生長迅速、可復原，并且可以通過誘變進行基因操縱。這導致 CHO 細胞成為生物制藥行業的主力，超過 70% 的生物制藥和幾乎所有的抗體都在該細胞系中產生。CHO 細胞系在生物制藥行業有著悠久的歷史，并且仍然是重組蛋白表達的熱門選擇，具有獨特的優缺點： 圖 2：中***倉鼠卵巢細胞（CHO） 優 勢： ▲ 經過驗證的實績：CHO 細胞在安全高效的蛋白質生產方面有著悠久的歷史，使其成為生物制藥生產中值得信賴的選擇。 ▲ 可擴展性：CHO 細胞在貼壁培養和懸浮液中生長良好，這使其成為大規模培養和工業生產的理想選擇。 ▲ 穩定性：CHO 細胞以其遺傳穩定性而聞名，這對保持***致的蛋白質質量至關重要。 ▲ 適應性和耐受性：它們能夠適應無血清的培養條件。此外，它們對 pH、氧氣水平、溫度或細胞密度等參數的變化具有很高的耐受性。 ▲ 病毒污染風險低：由于倉鼠的起源，人類病毒傳播的風險降低，減少了生產損失，提高了生物安全性。 缺 點： ▲ 有限的翻譯后修飾：雖然 CHO 細胞可以進行***些蛋白翻譯后修飾（PTM），但 CHO 細胞和人類細胞系之間存在差異。值得注意的是，已經觀察到 CHO 細胞將非人類聚糖結構，如 N-乙醇基神經氨酸（NGNA）和半乳糖 -α-1,3-半乳糖基（α-Gal）引入糖蛋白產物，增加了免疫原性的風險。此外，CHO 細胞不能完全復制人類糖結構和其他必需的 PTM，因為它們缺乏人類細胞中發現的某些酶。 ▲ 開發時間長：CHO 細胞系的轉染效率通常低于 HEK293 細胞，導致開發時間更長、資源更密集。 如何選擇正確的細胞系？ 從小規模可行性研究到重組蛋白的工業化生產，哺乳動物宿主系統的選擇會顯著影響生物過程的成功和***終產品的質量。雖然 CHO 和 HEK293 細胞具有相似的特性，但它們也有不同的特征，這使它們或多或少適合特定的應用。因此，使用 CHO 或 HEK293 細胞之間的選擇取決于項目的獨特需求，例如蛋白質的性質、所需的蛋白翻譯后修飾（PTM）和可擴展性。 所需的蛋白翻譯后修飾（PTM） 雖然 CHO 細胞可以產生與人類中發現的蛋白翻譯后修飾（PTM）相似的蛋白質，但它們也可能引入損害產品穩定性、免疫原性和效力的變異，這在生物治療中特別令人擔憂。相比之下，像 HEK293 這樣的人類細胞系可以產生具有天然蛋白翻譯后修飾（PTM）的治療藥物，這是需要特定修飾蛋白質的關鍵考慮因素。例如，敗血癥藥物重組人活化蛋白 C（drotrecogin alfa）和重組因子 IX-Fc 融合蛋白需要 γ 羧化，這是 HEK293 細胞可以產生的有效蛋白翻譯后修飾（PTM），而非 CHO 細胞所能。 可擴展性 CHO 細胞通常是大規模生產的***選，因為它們對工業規模的生物反應器具有魯棒性和適應性。CHO 細胞可以在搖瓶和生物反應器懸浮液中培養，這有利于高密度細胞培養和大規模生產。與 CHO 細胞***樣，HEK293 細胞在懸浮液和無血清培養基中快速生長，而且它們可以瞬時和穩定地表達蛋白質，并且在蛋白質生產方面非常高效。然而，HEK293 細胞系的生長和生產特性仍被認為不如 CHO 細胞，因為它們傾向于在懸浮液中聚集，限制了它們在更大規模培養的能力。因此， HEK293 細胞通常更適合用于小規模的研究工作，或用于有限的蛋白質生產目的。 圖 A：293/hTLR4-HA 細胞靜置培養，懸浮于培養基形成含有 >50 個細胞的大聚集體
圖 B：293/hTLR4-HA 細胞成功適應在錐形瓶中懸浮振蕩培養，沒有出現大于 2-4 個細胞的細胞團
新品即將上市，助您獲得更佳的 CHO/HEK293 細胞培養結果 總之，HEK293 細胞在快速有效地生產具有復雜翻譯后修飾的重組蛋白方面表現出色，而 CHO 細胞則具有穩定性、可擴展性和良好的實績。隨著對哺乳動物細胞蛋白表達的需求不斷增長，挑選到適合的宿主細胞系可以確保這些救命診斷、治療等的質量、療效和安全性。 而兩種細胞系的共同之處，則是都需要提高適應性，以提高生產能力。 Eppendorf 即將推出 CellXpert CS220 大容量 CO2 培養搖床，助您加速哺乳動物懸浮細胞培養進程，提升產品研發效率。
(文章來源于儀器網)
